在电子束曝光与材料外延生长的协同研究中，科研团队探索了先曝光后外延的工艺路线。针对特定氮化物半导体器件的需求，团队在衬底上通过电子束曝光制备图形化掩模，再利用材料外延平台进行选择性外延生长，实现了具有特定形貌的半导体 nanostructure。研究发现，曝光图形的尺寸与间距会影响外延材料的晶体质量，通过调整曝光参数可调控外延层的生长速率与形貌，目前已在纳米线阵列的制备中获得了较为均匀的结构分布。研究所针对电子束曝光在大面积晶圆上的均匀性问题开展研究。由于电子束在扫描过程中可能出现能量衰减，6 英寸晶圆边缘的图形质量有时会与中心区域存在差异，科研团队通过分区校准曝光剂量的方式，改善了晶圆面内的曝光均匀性。电子束刻合助力空间太阳能电站实现轻量化高功率阵列。山西AR/VR电子束曝光实验室
研究所将电子束曝光技术应用于 IGZO 薄膜晶体管的沟道图形制备中，探索其在新型显示器件领域的应用潜力。IGZO 材料对曝光过程中的电子束损伤较为敏感，科研团队通过控制曝光剂量与扫描方式，减少电子束与材料的相互作用对薄膜性能的影响。利用器件测试平台，对比不同曝光参数下晶体管的电学性能，发现优化后的曝光工艺能使器件的开关比提升一定幅度，阈值电压稳定性也有所改善。这项应用探索不仅拓展了电子束曝光的技术场景，也为新型显示器件的高精度制备提供了技术支持。安徽NEMS器件电子束曝光加工平台电子束曝光与电镜联用实现纳米器件的原位加工、表征一体化平台。
研究所将电子束曝光技术应用于生物传感器的微纳电极制备中，探索其在跨学科领域的应用。生物传感器的电极尺寸与间距会影响检测灵敏度，科研团队通过电子束曝光制备纳米级间隙的电极对，研究间隙尺寸与生物分子检测信号的关系。利用电化学测试平台，对比不同电极结构的检测限与响应时间，发现纳米间隙电极能明显提升对特定生物分子的检测灵敏度。这项研究展示了电子束曝光技术在交叉学科研究中的应用潜力，为生物医学检测器件的发展提供了新思路。围绕电子束曝光的能量分布模拟与优化，科研团队开展了理论与实验相结合的研究。通过蒙特卡洛方法模拟电子束在抗蚀剂与半导体材料中的散射过程，预测不同能量下的电子束射程与能量沉积分布，指导曝光参数的设置。
围绕电子束曝光在半导体激光器腔面结构制备中的应用，研究所进行了专项攻关。激光器腔面的平整度与垂直度直接影响其出光效率与寿命，科研团队通过控制电子束曝光的剂量分布，在腔面区域制备高精度掩模，再结合干法刻蚀工艺实现陡峭的腔面结构。利用光学测试平台，对比不同腔面结构的激光器性能，发现优化后的腔面使器件的阈值电流降低，斜率效率有所提升。这项研究充分发挥了电子束曝光的纳米级加工优势，为高性能半导体激光器的制备提供了工艺支持，相关成果已应用于多个研发项目。电子束曝光助力该所在深紫外发光二极管领域突破微纳制备瓶颈。
电子束曝光在热电制冷器键合领域实现跨尺度热管理优化，通过高精度图形化解决传统焊接工艺的热膨胀失配问题。在Bi₂Te₃/Cu界面设计中构造微纳交错齿结构，增大接触面积同时建立梯度导热通道。特殊设计的楔形键合区引导声子定向传输，明显降低界面热阻。该技术使固态制冷片温差负载能力提升至85K以上，在激光雷达温控系统中可维持±0.01℃恒温，保障ToF测距精度厘米级稳定。相较于机械贴合工艺，电子束曝光构建的微观互锁结构将热循环寿命延长10倍，支撑汽车电子在-40℃至125℃极端环境的可靠运行。电子束曝光推动脑机接口生物电极从刚性向柔性转化，实现微米级精度下的人造神经网络构建。在聚酰亚胺基底上设计分形拓扑电极阵列，通过多层抗蚀剂堆叠形成仿生树突结构，明显扩大有效表面积。表面微纳沟槽促进神经营养因子吸附，加速神经突触生长融合。临床前试验显示，植入大鼠运动皮层7天后神经信号信噪比较传统电极提升8dB，阻抗稳定性维持±5%。该技术突破脑组织与硬质电子界面的机械失配限制，为渐冻症患者提供高分辨率意念控制通道。该所微纳加工平台的电子束曝光设备可实现亚微米级图形加工。上海NEMS器件电子束曝光
电子束曝光是高温超导材料磁通钉扎纳米结构的关键构造手段。山西AR/VR电子束曝光实验室
将模拟结果与实际曝光图形对比，不断修正模型参数，使模拟预测的线宽与实际结果的偏差缩小到一定范围。这种理论指导实验的研究模式，提高了电子束曝光工艺优化的效率与精细度。科研人员探索了电子束曝光与原子层沉积技术的协同应用，用于制备高精度的纳米薄膜结构。原子层沉积能实现单原子层精度的薄膜生长，而电子束曝光可定义图形区域，两者结合可制备复杂的三维纳米结构。团队通过电子束曝光在衬底上定义图形，再利用原子层沉积在图形区域生长功能性薄膜，研究沉积温度与曝光图形的匹配性。在氮化物半导体表面制备的纳米尺度绝缘层，其厚度均匀性与图形一致性均达到较高水平，为纳米电子器件的制备提供了新方法。山西AR/VR电子束曝光实验室
